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硝酸熔盐作为高温储热材料已成功应用于带储热的塔式太阳能热发电系统和工业余热回收。研究储热系统回路金属材料在硝酸熔盐中的腐蚀性及其机理,对防止熔盐泄露事故发生、延长储热系统寿命具有重要意义。从金属接触熔盐释放的气体、熔盐中离子变化和附着在金属表面的固体产物等角度探讨金属在硝酸熔盐中可能发生腐蚀反应的种类,揭示金属在熔盐中的腐蚀机理。本文参照空气中NOx的监测方法的国家标准,对二元硝酸熔盐(Solar Salt)和三元硝酸熔盐(Hitec)在高温下接触金属后释放的NOx进行监测,实验结果表明,空气湿度增大,熔盐释放的NOx增多;Hitec在蓄热过程中释放的NOx量要大于Solar salt;熔盐接触不同材质坩埚的NOx释放量顺序为:石英舟>刚玉舟>铂金舟。Solar salt和Hitec接触镍基合金、碳钢、不锈钢释放的NOx量基本上随温度升高而增大;经500℃长期腐蚀后的镍基合金再接触熔盐,其释放NOx的量减少。热力学计算分析表明,NOx来源于硝酸熔盐与金属和容器材料的反应:K/Na NO3能与Al2O3和SiO2反应生成NO和NO2、与金属(Fe、Cr、Ni、Mo、W)反应生成NO、与Mo或W反应生成NO2。Na NO2与Mo或W反应生成NO。原子吸收法元素分析结果表明,蓄热一定时间后,金属元素Ni、Fe、Cr、Mo微量进入熔盐,金属和熔盐之间的反应产物主要以固体形式附着在金属表面;Solar salt样品中的NO2-含量随温度的升高而增大;Hitec样品中NO3-和 NO2-的含量随温度呈不规律变化。热力学计算分析表明,K/Na NO3除热分解产生NO2-外,也会与金属反应产生K/Na NO2,使Solar salt接触金属合金后样品中的NO2-增多;而Hitec除这两种反应外,Na NO2也会被空气中O2氧化或与金属反应,几种反应的结果使熔盐中NO3-和 NO2-的浓度变化不规律。短期腐蚀测试发现:镍基In625和Has C276比不锈钢310/321高温接触Hitec熔盐后形成了更致密的氧化膜,说明腐蚀后金属离子主要以固体氧化物形式附着在金属表面。采用电化学方法和重量损失法研究Solar salt的腐蚀性发现:Has X比In600的耐腐蚀性更好,Has X表现出较好的耐腐蚀性是因为其含有Mo元素。SEM(扫面电镜)、EDX(能谱分析)和XRD(X-射线衍射)分析表明,随腐蚀时间从400 h延长到2000 h,金属表面逐渐形成致密的氧化膜,生成了Ni O、Fe3O4等较致密且和金属基体具有良好附着性的腐蚀产物,有效的减缓了腐蚀反应的进一步进行,反映在NOx释放量方面降低了12%34%。本文的研究内容可为太阳能热发电蓄热系统的安全运行和所带来的环境效应提供参考数据。